開篇
由沈鼓集團(tuán)自主研發(fā)的我國首套國產(chǎn)10萬Nm3/h空分裝置壓縮機組在沈鼓營口試驗基地圓滿完成全負(fù)荷性能試驗。機組振幅值均小于25微米，整機效率超過89%，各項機械性能及氣動性能指標(biāo)均達(dá)到國際先進(jìn)水平。
第一章：鼎力沈鼓 鑄就重器
我國是一個“缺油、少氣、富煤”的國家，發(fā)展煤炭深加工是我國減少對進(jìn)口石油和天然氣的依賴和調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要選擇。
壓縮機組是為整個煤化工工藝流程提供動力的“心臟設(shè)備”。目前，國家在建和待核準(zhǔn)的煤化工項目中，需要大量10萬等級空分壓縮機組，然而，其核心技術(shù)長期被少數(shù)外國公司所壟斷。我國大型空分裝置壓縮機組全部依賴進(jìn)口，因此，該機組的國產(chǎn)化不僅可以為國家和用戶節(jié)省大量投資，更關(guān)系到國民經(jīng)濟安全，實現(xiàn)此類機組的國產(chǎn)化迫在眉睫！
2011年10月28日，國家能源局組織了關(guān)于神華寧煤400萬噸/年煤炭間接液化項目關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化工作會議。會議決定10萬空分裝置及其配套的壓縮機機組作為國產(chǎn)化重點。國家的重托給沈鼓集團(tuán)提供了難得的歷史機遇。
10萬空分裝置用大型空氣壓縮機組設(shè)計制造難度很大，為確保首臺套機組研制萬無一失，產(chǎn)品出廠前必須做全速全壓全負(fù)荷性能試驗。該機組功率超過6萬千瓦，當(dāng)時國內(nèi)沒有任何一家企業(yè)具備試驗?zāi)芰Γ鳪E、愛利奧特、西門子等歐美著名透平壓縮機制造廠家都具有9-13萬千瓦試驗?zāi)芰Α?012年，國家能源局批準(zhǔn)沈鼓集團(tuán)承擔(dān)國家《大型透平壓縮機組研發(fā)（實驗）中心建設(shè)項目》，投入7億元資金在營口基地建設(shè)國內(nèi)唯一、世界領(lǐng)先的10萬千瓦試車臺位。該試驗臺可以按照用戶現(xiàn)場實際運行參數(shù)要求，將包括空壓機和增壓機的壓縮機組主機、汽輪機、輔機、控制系統(tǒng)等全部設(shè)備聯(lián)動進(jìn)行試驗。這既是對用戶的莊嚴(yán)承諾，也是提升國內(nèi)壓縮機組試驗?zāi)芰蛧H競爭力的需要。
沈鼓集團(tuán)以雄厚的設(shè)計制造和試驗技術(shù)優(yōu)勢、可靠的技術(shù)方案，贏得了用戶和國家的信任，承擔(dān)了研制10萬空分機組這一艱巨而光榮的任務(wù)。沈鼓集團(tuán)與杭氧集團(tuán)、杭汽輪集團(tuán)合作，組成了聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊，將攜手實現(xiàn)超大型空分裝置“中國芯”的跳動。
第二章：研發(fā)之路 勇往直前
為了滿足裝置大流量、大壓比、高效率的要求，空壓機采用全新的“軸流+離心”共軸結(jié)構(gòu)，增壓機采用多軸多級齒輪組裝式，無論是機組的空氣動力設(shè)計、強度和穩(wěn)定性分析、整體設(shè)計優(yōu)化，還是關(guān)鍵零部件加工制造工藝，空壓機、增壓機全負(fù)荷方案等，都凝結(jié)著沈鼓人和聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊的智慧、心血和不懈的努力。
沈鼓集團(tuán)早在十幾年前就致力于大型空分裝置壓縮機的開發(fā)，先后開發(fā)了3.5萬空分裝置空壓機、5萬空分裝置多軸多級齒輪組裝式增壓機樣機，解決了高效葉輪模型級、轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性、核心部件材料及強度分析等技術(shù)難題。先后向用戶成功提供了4萬、5.2萬空分裝置用壓縮機組，為研制10萬空分空氣壓縮機組做了充分的技術(shù)儲備。
大型空氣壓縮機組研制過程，充分體現(xiàn)了沈鼓人的創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，設(shè)立了 50多項研究課題，開展了300多個風(fēng)險點評估及消除技術(shù)研究，先后攻克了大輪轂比混流式和小輪轂比高馬赫數(shù)的高效葉輪設(shè)計、多種復(fù)雜流動的協(xié)同耦合、特型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析、轉(zhuǎn)子和定子的復(fù)雜聯(lián)接結(jié)構(gòu)、機組裝置成套設(shè)計、復(fù)雜工況控制及調(diào)節(jié)等一系列技術(shù)難題。
第三章：攻克難關(guān) 制造精品
沈鼓集團(tuán)擁有國內(nèi)最先進(jìn)的加工裝備和工藝技術(shù)，保證了所有關(guān)鍵零部件的加工精度和質(zhì)量。
該產(chǎn)品所有葉輪均采用世界最前沿的整體銑制、電火花加工、端齒加工等先進(jìn)技術(shù)；為減少轉(zhuǎn)子重量，空壓機主軸采用空心軸、分段式結(jié)構(gòu)，軸段配合間隙僅有頭發(fā)絲直徑的1/10；直徑達(dá)1.5米的超大葉輪、近8米長的主軸、重達(dá)29噸的轉(zhuǎn)子，給轉(zhuǎn)子的加工和裝配都提出了極高的要求；成功開發(fā)了端齒加工技術(shù)和葉輪雙懸型轉(zhuǎn)子的高速動平衡技術(shù)；大型機殼焊接及加工有效避免了鑄造缺陷，保證了產(chǎn)品整體質(zhì)量。
全新的設(shè)計結(jié)構(gòu)，超大型的機組制造和裝配，特型部件的穩(wěn)固吊裝，一系列高難度的制造和裝配過程，代表著中國透平壓縮機制造業(yè)的最高水平。大型龍門銑、五坐標(biāo)加工中心、焊接機器人等200余臺套大型高、精、稀設(shè)備，五坐標(biāo)測量儀、超聲波探傷儀等400余臺套先進(jìn)檢測設(shè)備，為產(chǎn)品的加工制造提供了堅實保障。
第四章：反復(fù)試驗“芯”潮澎湃
建設(shè)10萬千瓦透平壓縮機試驗臺，不僅是研制10萬空分壓縮機的需要，也是開發(fā)15萬空分、大型天然氣液化裝置等更大型壓縮機的需要，是國家裝備研制能力的體現(xiàn)。國家的需要就是沈鼓的行動。
試驗臺建設(shè)和機組試驗技術(shù)難度高，工作量巨大，為了完成壓縮機組的各項試驗，沈鼓人攻克了所有試驗設(shè)備及管路裝配、蒸汽供給系統(tǒng)打靶、雙控制系統(tǒng)組態(tài)、水電氣及蒸汽等全系統(tǒng)運行操作等難關(guān)，具備全面試驗?zāi)芰Φ脑囓嚺_為機組的試驗提供了可靠保障。
10萬空分機組出廠試驗過程極其復(fù)雜，在8個月時間里，分別進(jìn)行了汽輪機、空壓機、增壓機單機的機械運轉(zhuǎn)試驗和性能試驗，以及壓縮機組聯(lián)動的機械運轉(zhuǎn)試驗和全負(fù)荷性能試驗等共9類試驗。
自2015年7月23日到8月3日，由沈鼓集團(tuán)、杭汽輪集團(tuán)、杭氧集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊自主研發(fā)的10萬空分機組先后三次成功進(jìn)行了全負(fù)荷性能試驗，各項性能指標(biāo)均滿足設(shè)計要求并優(yōu)于國際標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
通過以上試驗，包括鍋爐及其蒸汽供給系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、控制和監(jiān)測系統(tǒng)等9大系統(tǒng)在內(nèi)的沈鼓營口大型產(chǎn)品制造試驗基地經(jīng)受住了全面考驗。這標(biāo)志著沈鼓集團(tuán)已經(jīng)完全具備15萬等級空分裝置壓縮機組的設(shè)計、制造、試驗?zāi)芰Γ矠槌笮鸵蚁?、LNG、管道輸送等裝置用壓縮機的研制和試驗打下堅實基礎(chǔ)。
尾聲
由沈鼓集團(tuán)、杭汽輪集團(tuán)和杭氧集團(tuán)研發(fā)團(tuán)隊研發(fā)的10萬空分機組全負(fù)荷試驗成功，可以鄭重宣告10萬空分裝置第一次用上了“中國芯”，圓了中國制造業(yè)長久以來的“中國夢”。夢圓之旅得到了國家能源局等國家有關(guān)部門、各級地方政府、中國機械工業(yè)聯(lián)合會的高度重視和組織協(xié)調(diào)，得到了神華寧煤用戶的大力支持和配合，是“政、產(chǎn)、學(xué)、研、用”共同推進(jìn)重大裝備國產(chǎn)化的典范。
此前，沈鼓集團(tuán)曾先后為國家提供了百萬噸乙烯、千萬噸煉油、天然氣管線輸送、大型LNG等裝置用壓縮機組，一百五十噸大推力往復(fù)式壓縮機組、一千兆瓦三代核電站用泵等數(shù)百套國產(chǎn)化首臺套設(shè)備。
沈鼓集團(tuán)和聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊承載著國家和民族的期望，為“中國裝備、裝備中國、裝備世界”，實現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興、工業(yè)現(xiàn)代化和小康社會的“中國夢”而矢志不渝，樹立起屬于中國人的一座再一座新的豐碑！
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